可变高度转向节臂及其控制方法技术

本发明专利技术涉及载货汽车转向技术领域，公开了一种可变高度转向节臂，包括设在转向机上的转向垂臂，通过前球销连有直拉杆，直拉杆的另一端连有后球销，后球销通过球销高度调节装置安装在转向节臂上，转向节臂安装在转向节上，转向节安装在车桥上，车桥正上方的车架侧翼面安装有位移&角度传感器，位移&角度传感器的测量端固定于车桥的上翼面，球销高度调节装置、位移&角度传感器均与ECU控制单元连接。本发明专利技术还公开了一种可变高度转向节臂的控制方法。本发明专利技术可变高度转向节臂及其控制方法，通过丝杆或者液压油缸装置控制转向节臂与直拉杆连接的球销高度，实现直拉杆角度根据悬架压缩量自动调整来补偿对转向系统的干涉影响。调整来补偿对转向系统的干涉影响。调整来补偿对转向系统的干涉影响。

【技术实现步骤摘要】
可变高度转向节臂及其控制方法


[0001]本专利技术涉及载货汽车转向
，具体涉及一种可变高度转向节臂及其控制方法。

技术介绍

[0002]汽车转向系统是涉及到车辆行驶安全的重要系统，优良的转向系统性能是车辆安全行驶的重要保障。转向节和直拉杆是转向系统中的重要零部件，它们的作用是将转向机输出的绕Y轴扭转运动转换为车轮的绕主销的转向运动，但是在制动操作及车辆装载质量增加时，车辆前悬架会产生一定的压缩，这个压缩过程会对转向传动系统造成干涉影响，最终造成在制动时跑偏或者在直行时方向盘歪斜现象，这种转向悬架干涉现象严重影响到行车安全加车辆驾驶舒适性。
[0003]悬架对转向系统的干涉影响主要因素有两个：
[0004]1)悬架压缩时，转向机带动转向垂臂与直拉杆前端连接球销下沉，使直拉杆角度发生变化引起转向垂臂和转向节X向距离发生变化，从而推(拉)动转向节绕主销旋转并带动车轮发生向左或向右的偏转，形成跑偏；
[0005]2)悬架压缩时，钢板弹簧弧高会变小甚至压平，由于板簧的前端是由板簧销固定在车架上，后端是通过吊耳连接可活动的，因此当板簧弧高变小时，悬长变长，会推动车架向前移动，使转向垂臂和转向节X向距离边长，从而拉动转向节向前绕主销旋转并带动车轮发生向左偏转，形成跑偏。
[0006]避免转向悬架干涉对于载货汽车开发来说一直是个难点，尤其是空、满载时悬架压缩量差异大，很难通过转向杆系的优化来平衡两种载荷状态下的干涉现象。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的就是针对上述技术的不足，提供一种可变高度转向节臂及其控制方法，通过丝杆或者液压油缸装置控制转向节臂与直拉杆连接的球销高度，实现直拉杆角度根据悬架压缩量自动调整来补偿对转向系统的干涉影响。
[0008]为实现上述目的，本专利技术所设计的可变高度转向节臂，包括设在转向机上的转向垂臂，所述转向垂臂通过前球销连有直拉杆，所述直拉杆的另一端连有后球销，所述后球销通过球销高度调节装置安装在转向节臂上，转向节臂安装在转向节上，转向节安装在车桥上，所述车桥正上方的车架侧翼面安装有位移&角度传感器，所述位移&角度传感器的测量端固定于垂直方向上车桥的上翼面，所述球销高度调节装置、位移&角度传感器均与ECU控制单元连接。
[0009]优选地，所述球销高度调节装置是丝杆升降装置，通过底座法兰安装在所述转向节臂上，包括丝杆，所述丝杆的上端与所述后球销连接，所述丝杆连有驱动其运动的伺服电机。
[0010]优选地，所述球销高度调节装置是液压油缸装置，通过底座法兰安装在所述转向
节臂上，所述液压油缸的伸缩轴与所述后球销连接。
[0011]优选地，所述位移&角度传感器检测车桥的位移数据和偏转角度。
[0012]一种所述可变高度转向节臂的控制方法，当车辆装载后，位移&角度传感器检测车辆的压缩变形量和方向，转化为电信号传输给ECU控制单元，ECU控制单元通过接收到的信号，分析计算出相应的补偿指令，即球销高度调节装置的高度补偿量，进而调整所述后球销的高度。
[0013]优选地，空载状态下对L、H0、S0初始值进行标定，L为空载状态下直拉杆前球销和后球销中心点在XZ平面上投影的直线距离，S0为空载状态下直拉杆前球销和后球销中心点Z向高度差，H0为空载状态下位移传感器读数，即车架至车桥上表面的Z向距离，当车辆加载货物或制动时，获取位移&角度传感器的位移读数H1，角度读数α，则车桥相对于转向机的X向位移量
△
S1＝H1sinα，直拉杆角度变化时的位移量根据转向悬架干涉补偿原理：
△
S1＝
△
S2，则所述后球销的高度补偿量，则所述后球销的高度补偿量
[0014]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：
[0015]1、通过悬架上的位移&角度传感器实时监控悬架状态，并根据悬架变化及时调整转向机构的硬点位置，快速而精确的补偿悬架系统对转向系统干涉影响，提高行车安全；
[0016]2、根据车辆前悬架高度变化对转向节销轴高度进行自动补偿调整，使转向直拉杆前后球销高度差保持稳定，从而避免车辆载质量发生变化以及紧急制动时因转向悬架干涉引起方向盘歪斜和制动跑偏现象。
附图说明
[0017]图1为本专利技术可变高度转向节臂的结构示意图；
[0018]图2为载货或制动时悬架变化的示意图。
[0019]图中各部件标号如下：
[0020]转向机1、转向垂臂2、前球销3、直拉杆4、后球销5、球销高度调节装置6、转向节臂7、转向节8、车桥9、位移&角度传感器10、丝杆11、伺服电机12。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。
[0022]如图1所示，一种可变高度转向节臂，包括设在转向机1上的转向垂臂2，转向垂臂2通过前球销3连有直拉杆4，直拉杆4的另一端连有后球销5，后球销5通过球销高度调节装置6安装在转向节臂7上，转向节臂7安装在转向节8上，转向节8安装在车桥9上，车桥9正上方的车架侧翼面安装有位移&角度传感器10，位移&角度传感器10的测量端固定于垂直方向上车桥的上翼面，球销高度调节装置6、位移&角度传感器10均与ECU控制单元连接。
[0023]本实施例中，球销高度调节装置6是丝杆升降装置，通过底座法兰安装在转向节臂7上，包括丝杆11，丝杆11的上端与后球销5连接，丝杆11连有驱动其运动的伺服电机12。
[0024]另外，在其它实施例中，球销高度调节装置6可以是液压油缸装置，通过底座法兰
安装在转向节臂7上，液压油缸的伸缩轴与后球销5连接。
[0025]本实施例中，位移&角度传感器10检测车桥9的位移数据和偏转角度。
[0026]本实施例使用时，当车辆装载后，位移&角度传感器10检测车桥9的压缩变形量和方向，转化为电信号传输给ECU控制单元，ECU控制单元通过接收到的信号，分析计算出相应的补偿指令，即球销高度调节装置6的高度补偿量，进而调整后球销5的高度。
[0027]具体地，如图2所示，空载状态下对L、H0、S0初始值进行标定，L为空载状态下直拉杆4前球销3和后球销5中心点在XZ平面上投影的直线距离，S0为空载状态下直拉杆4前球销3和后球销5中心点Z向高度差，H0为空载状态下位移&角度传感器10的位移读数，即车架至车桥9上表面的Z向距离，当车辆加载货物或制动时，获取位移&角度传感器10的位移读数H1，角度读数α，则车桥9相对于转向机1的X向位移量
△
S1＝H1sinα，直拉杆角度变化时的位移量
△
根据转向悬架干涉补偿原理：
△
S1＝
△
S2，则所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可变高度转向节臂，包括设在转向机(1)上的转向垂臂(2)，所述转向垂臂(2)通过前球销(3)连有直拉杆(4)，其特征在于：所述直拉杆(4)的另一端连有后球销(5)，所述后球销(5)通过球销高度调节装置(6)安装在转向节臂(7)上，转向节臂(7)安装在转向节(8)上，转向节(8)安装在车桥(9)上，所述车桥(9)正上方的车架侧翼面安装有位移&角度传感器(10)，所述位移&角度传感器(10)的测量端固定于垂直方向上车桥的上翼面，所述球销高度调节装置(6)、位移&角度传感器(10)均与ECU控制单元连接。2.如权利要求1所述可变高度转向节臂，其特征在于：所述球销高度调节装置(6)是丝杆升降装置，通过底座法兰安装在所述转向节臂(7)上，包括丝杆(11)，所述丝杆(11)的上端与所述后球销(5)连接，所述丝杆(11)连有驱动其运动的伺服电机(12)。3.如权利要求1所述可变高度转向节臂，其特征在于：所述球销高度调节装置(6)是液压油缸装置，通过底座法兰安装在所述转向节臂(7)上，所述液压油缸的伸缩轴与所述后球销(5)连接。4.如权利要求1所述可变高度转向节臂，其特征在于：所述位移&角度传感器(10)检测车...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵立斐，杨利，林文干，于根稳，成少波，胡恕，李华平，魏舜尧，黄玉四，
申请(专利权)人：东风汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：